E-Book, Deutsch, 686 Seiten
ISBN: 978-3-446-46182-6
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: Wasserzeichen (»Systemvoraussetzungen)
Das Standardwerk im Taschenbuch – für Schüler, Studenten, Praktiker
Alles Wichtige zur Elektrotechnik und zur Elektronik aufbereitet in einem Taschenbuch. Das erfolgreiche Nachschlagewerk mit weit über einer viertel Million verkauften Exemplaren liegt nun in aktualisierter Auflage vor.
Das Werk hilft Schülern und Studierenden technischer und wirtschaftlicher Ausbildungsrichtungen beim Verständnis der Lehrinhalte und der Prüfungsvorbereitung, indem es Wissen in konzentrierter und leicht erfassbarer Form bietet und zusätzliche Übersichten zu Schalt- und Formelzeichen sowie Einheiten und Abkürzungen enthält. Für den Praktiker der Elektrobranche ist das Nachschlagen von Fachbegriffen und Auffrischen des vorhanden Wissens auf schnellem Wege möglich.
Aus dem Inhalt:
• Gleich- und Wechselstrom
• Elektrische und magnetische Felder
• Wechselstromkreise
• Signale und Systeme
• Bauelemente der Elektronik
• Analoge, digitale und Stromversorgungsschaltungen
• Elektrische Maschinen
• Matlab-Programme
Autoren/Hrsg.
Fachgebiete
Weitere Infos & Material
1;Größen und Einheiten;2
2;1 Gleichstrom;25
2.1;1.1 Grundgrößen und Grundbegriffe;25
2.1.1;1.1.1 Elektrische Ladung;25
2.1.2;1.1.2 Elektrischer Strom;25
2.1.3;1.1.3 Elektrische Spannung und Potenzial;26
2.1.4;1.1.4 Elektrischer Widerstand;28
2.1.5;1.1.5 Ohm’sches Gesetz;32
2.1.6;1.1.6 Elektrische Arbeit und Leistung;33
2.2;1.2 Zusammengesetzte Widerstände;34
2.2.1;1.2.1 Reihenschaltung von Widerständenund Spannungsteilung;34
2.2.2;1.2.2 Parallelschaltung von Widerständen und Stromteilung;35
2.2.3;1.2.3 Gemischte Schaltung von Widerständen;36
2.2.4;1.2.4 Dreieck-Stern-Umwandlung;36
2.3;1.3 Stromkreise und Netzwerke;37
2.3.1;1.3.1 Grundstromkreis;37
2.3.2;1.3.2 Kirchhoff’sche Regeln;40
2.3.3;1.3.3 Berechnung von Netzwerken;41
2.3.4;1.3.4 Belasteter Spannungsteiler;46
2.4;1.4 Messung der elektrischen Grundgrößen;48
2.4.1;1.4.1 Messung von Spannung und Strom;48
2.4.2;1.4.2 Messung des Widerstandes;49
2.4.3;1.4.3 Messung der Leistung;51
3;2 Elektrische und magnetische Felder;53
3.1;2.1 Elektrostatisches Feld;53
3.1.1;2.1.1 Elektrische Feldstärke;53
3.1.2;2.1.2 Influenz;54
3.1.3;2.1.3 Verschiebungsdichte und Verschiebungsfluss;54
3.1.4;2.1.4 Dielektrikum;55
3.1.5;2.1.5 Kondensatoren;56
3.1.6;2.1.6 Kräfte im elektrischen Feld;61
3.1.7;2.1.7 Energie im elektrischen Feld;63
3.1.8;2.1.8 Piezoelektrischer Effekt;64
3.1.9;2.1.9 Thermoelektrischer Effekt;65
3.1.10;2.1.10 Lichtelektrischer Effekt;66
3.2;2.2 Stationäres elektrisches Strömungsfeld;67
3.2.1;2.2.1 Strömungsfeld;67
3.2.2;2.2.2 Stromdichte;67
3.2.3;2.2.3 Stromdichte und Feldstärke;69
3.2.4;2.2.4 Feldstärke und Potenzial;70
3.3;2.3 Magnetisches Feld;70
3.3.1;2.3.1 Magnetische Feldstärke;70
3.3.2;2.3.2 Magnetische Flussdichte;75
3.3.3;2.3.3 Magnetischer Fluss und Streuung;75
3.3.4;2.3.4 Permeabilität;76
3.3.5;2.3.5 Magnetismus des Eisens;77
3.3.6;2.3.6 Arten magnetischer Werkstoffe;79
3.3.7;2.3.7 Ohm’sches Gesetz des magnetischen Kreises;81
3.3.8;2.3.8 Eisengefüllte magnetische Kreise;82
3.3.9;2.3.9 Induktionsgesetz;86
3.3.10;2.3.10 Selbstinduktion;92
3.3.11;2.3.11 Gegeninduktivität und induktive Kopplung;94
3.4;2.4 Kräfte und Energie im Magnetfeld;95
3.4.1;2.4.1 Kraft auf eine bewegte elektrische Ladung;95
3.4.2;2.4.2 Kraft auf geradlinige Stromleiter;96
3.4.3;2.4.3 Kraft zwischen zwei parallelen Stromleitern;96
3.4.4;2.4.4 Prinzip des Gleichstrommotors;97
3.4.5;2.4.5 Energie des magnetischen Feldes;98
3.4.6;2.4.6 Schaltvorgänge mit Induktivitäten;101
3.4.7;2.4.7 Hall-Effekt;103
3.4.8;2.4.8 Elektromagnetische Verträglichkeit;105
4;3 Wechselstrom;107
4.1;3.1 Grundgrößen und Grundbegriffe;107
4.1.1;3.1.1 Vorteile des Wechselstroms gegenüber Gleichstrom;107
4.1.2;3.1.2 Kenngrößen sinusförmiger Wechselgrößen;107
4.1.3;3.1.3 Zeiger- und Liniendiagramm;108
4.1.4;3.1.4 Addition phasenverschobener Wechselgrößengleicher Frequenz;109
4.1.5;3.1.5 Mittelwerte sinusförmiger Wechselgrößen;110
4.1.6;3.1.6 Scheitel- und Formfaktor;112
4.2;3.2 Widerstände im Wechselstromkreis;114
4.2.1;3.2.1 Wirkwiderstand;114
4.2.2;3.2.2 Induktiver Widerstand;114
4.2.3;3.2.3 Kapazitiver Widerstand;115
4.3;3.3 Komplexe Wechselgrößen;116
4.3.1;3.3.1 Grundlagen;117
4.3.2;3.3.2 Arithmetik;117
4.4;3.4 Schaltungen von Widerständenim Wechselstromkreis;118
4.4.1;3.4.1 Reihenschaltungen;118
4.4.2;3.4.2 Parallelschaltungen;121
4.4.3;3.4.3 Darstellung komplexer Größen in Wechselstromkreisen;123
4.4.4;3.4.4 Umwandlung von Schaltungen;125
4.5;3.5 Leistung und Arbeit im Wechselstromkreis;127
4.5.1;3.5.1 Augenblicksleistung;127
4.5.2;3.5.2 Mittlere Leistung;128
4.5.3;3.5.3 Leistungsfaktor;131
4.5.4;3.5.4 Wirk-, Blind- und Gesamtstrom;132
4.5.5;3.5.5 Verbesserung des Leistungsfaktors;132
4.5.6;3.5.6 Leistung in komplexer Schreibweise;133
4.5.7;3.5.7 Messung der Wechselstromleistung;134
5;4 Besondere Wechselstromkreise;139
5.1;4.1 Zusammengesetzte Schaltungen;139
5.1.1;4.1.1 Komplexer Spannungs- und Stromteiler;139
5.1.2;4.1.2 Gemischte Schaltungen;141
5.2;4.2 Frequenzverhalten von Wechselstromkreisen;145
5.2.1;4.2.1 Verluste in Wechselstromkreisen;145
5.2.2;4.2.2 Reihenresonanz;147
5.2.3;4.2.3 Parallelresonanz;151
5.2.4;4.2.4 Übertragungsfunktion von Vierpolen;154
5.2.5;4.2.5 Filter;155
5.3;4.3 Spule mit Eisen;159
5.3.1;4.3.1 Eisenverluste;159
5.3.2;4.3.2 Kupferverluste;161
5.3.3;4.3.3 Induktiver Spannungsabfall;161
5.3.4;4.3.4 Ersatzschaltbild der Spule mit Eisenkern;162
5.3.5;4.3.5 Drosselspule mit Gleichstromvormagnetisierung;163
5.4;4.4 Transformator;164
5.4.1;4.4.1 Arten der Transformatoren;164
5.4.2;4.4.2 Idealer Transformator;165
5.4.3;4.4.3 Realer belasteter Transformator;166
5.4.4;4.4.4 Grundgleichungen des Transformatorsin komplexer Form;167
5.4.5;4.4.5 T-Ersatzschaltung des Transformators;167
5.4.6;4.4.6 Reduzierte Ersatzschaltung;168
5.4.7;4.4.7 Vereinfachtes Zeigerdiagramm des Starkstromtransformators;169
5.4.8;4.4.8 Kapp-Diagramm;170
5.4.9;4.4.9 Verluste und Wirkungsgrad des Transformators;171
5.4.10;4.4.10 Spartransformator;172
5.5;4.5 Dreiphasenstrom;173
5.5.1;4.5.1 Erzeugung des Dreiphasenstromes;173
5.5.2;4.5.2 Arten der Verkettung;174
5.5.3;4.5.3 Leistung des Drehstromes;176
5.5.4;4.5.4 Drehstromtransformator;177
5.6;4.6 Inversion komplexer Wechselgrößen;179
5.6.1;4.6.1 Inversion eines einzelnen Zeigers;179
5.6.2;4.6.2 Wahl des Maßstabs;181
5.6.3;4.6.3 Inversion von Punkten, Geraden und Kreisen;181
5.7;4.7 Ortskurven;185
5.7.1;4.7.1 Definition;185
5.7.2;4.7.2 Maßstäbe und Maßteilungen;185
5.7.3;4.7.3 Ortskurven von Grundschaltungen;186
5.7.4;4.7.4 Ortskurven gemischter Schaltungen;191
5.7.5;4.7.5 Konstruktion von Ortskurven mittels Wertetabelle;194
6;5 Signale und Systeme;197
6.1;5.1 Signale;197
6.1.1;5.1.1 Begriffsbestimmung und Übersicht;197
6.1.2;5.1.2 Periodische Signale mit konstanter Amplitude;197
6.1.3;5.1.3 Nichtperiodische Signale mit zweiseitiger Begrenzung;204
6.1.4;5.1.4 Nichtperiodische Signale mit einseitiger Begrenzung;209
6.2;5.2 Systeme;212
6.2.1;5.2.1 Begriffsbestimmung;212
6.2.2;5.2.2 Lineare, zeitinvariante Systeme (LTI-Systeme);213
6.2.3;5.2.3 Abtastsysteme;219
6.3;5.3 Elemente der digitalen Signalverarbeitung;223
6.3.1;5.3.1 Diskrete Signale;223
6.3.2;5.3.2 Zeitdiskrete Systeme;224
6.3.3;5.3.3 z-Transformation;227
6.4;5.4 Grundlagen digitaler Filter;229
6.4.1;5.4.1 Begriffsbestimmung;229
6.4.2;5.4.2 FIR-Filter;230
6.4.3;5.4.3 IIR-Filter;236
7;6 Bauelemente der Elektronik;243
7.1;6.1 Begriffsbestimmung und Übersicht;243
7.2;6.2 Leiterplatten;244
7.2.1;6.2.1 Halbzeuge;244
7.2.2;6.2.2 Entwurf und Herstellung von Leiterplatten;245
7.2.3;6.2.3 Leiterplatten-Montagetechniken;247
7.3;6.3 Die internationalen E-Reihen;247
7.4;6.4 Widerstände;249
7.4.1;6.4.1 Der Widerstand als Bauelement;249
7.4.2;6.4.2 Festwiderstände;250
7.4.3;6.4.3 Einstellwiderstände;252
7.5;6.5 Kondensatoren;252
7.5.1;6.5.1 Kenngrößen;252
7.5.2;6.5.2 Technische Kondensatoren;253
7.5.3;6.5.3 Kondensatoren mit veränderbarer Kapzität;254
7.6;6.6 Spulen;255
7.6.1;6.6.1 Kenngrößen;255
7.6.2;6.6.2 Technische Spulen;255
7.7;6.7 Physikalische Grundlagen der Halbleiter;256
7.7.1;6.7.1 Reine Halbleiter;256
7.7.2;6.7.2 Dotierte Halbleiter;258
7.7.3;6.7.3 pn-Übergänge;259
7.8;6.8 Halbleiterdioden;266
7.8.1;6.8.1 Gleichrichter- und Schaltdioden;266
7.8.2;6.8.2 PIN- und PSN-Dioden;267
7.8.3;6.8.3 Schottky-Dioden;268
7.8.4;6.8.4 Heterodioden;269
7.8.5;6.8.5 Z-Dioden;270
7.8.6;6.8.6 Tunneldioden;271
7.8.7;6.8.7 Backwarddioden;273
7.8.8;6.8.8 Kapazitätsdioden;274
7.8.9;6.8.9 Spezielle Diodenarten;274
7.9;6.9 Bipolare Transistoren;275
7.9.1;6.9.1 Aufbau und Wirkprinzip;275
7.9.2;6.9.2 Grundschaltungen des Transistors;279
7.9.3;6.9.3 Strom-Spannungs-Kennlinie des Transistors;279
7.9.4;6.9.4 Kleinsignalverhalten des Transistors;283
7.9.5;6.9.5 Transistorkennwerte und -grenzwerte;286
7.9.6;6.9.6 Anwendungen bipolarer Transistoren;288
7.10;6.10 Feldeffekttransistoren (FET);293
7.10.1;6.10.1 Übersicht;293
7.10.2;6.10.2 Strom-Spannungs-Kennlinie;296
7.10.3;6.10.3 Kleinsignalverhalten;299
7.10.4;6.10.4 Effekte bei integrierten MOSFET;300
7.10.5;6.10.5 Thermisches Verhalten;301
7.10.6;6.10.6 Anwendungen von Feldeffekttransistoren;301
7.11;6.11 Thyristorbauelemente;310
7.11.1;6.11.1 Überblick;310
7.11.2;6.11.2 Einrichtungs-Thyristordiode;311
7.11.3;6.11.3 Zweirichtungs-Thyristordiode und Diac;312
7.11.4;6.11.4 Einrichtungs-Thyristortriode;313
7.11.5;6.11.5 Zweirichtungs-Thyristortriode;316
7.11.6;6.11.6 Anwendungen von Thyristor und Triac;317
7.11.7;6.11.7 Spezielle Thyristoren;321
7.12;6.12 Optoelektronische Bauelemente;321
7.12.1;6.12.1 Übersicht;321
7.12.2;6.12.2 Fotometrische Beziehungen;322
7.12.3;6.12.3 Lichtempfindliche Fotohalbleiter;324
7.12.4;6.12.4 Lichtemittierende Fotohalbleiter;328
7.12.5;6.12.5 Optoelektronische Koppelelemente;330
7.12.6;6.12.6 Feldeffekt-Anzeigeelemente;331
7.13;6.13 Halbleitersensoren;331
7.13.1;6.13.1 Temperatursensoren;332
7.13.2;6.13.2 Drucksensoren;336
7.13.3;6.13.3 Magnetfeldsensoren;338
7.13.4;6.13.4 Feuchtesensoren;340
7.13.5;6.13.5 Gassensoren;341
7.13.6;6.13.6 Fotosensoren;342
7.13.7;6.13.7 Auswerteprinzipien und Messschaltungen für Sensoren;342
7.14;6.14 Integrierte Schaltungen;343
7.14.1;6.14.1 Übersicht;343
7.14.2;6.14.2 Filmschaltkreise;344
7.14.3;6.14.3 Festkörperschaltkreise;345
7.14.4;6.14.4 Schaltkreisgehäuse;351
7.15;6.15 Kühlung von Halbleiterbauelementen;352
7.16;6.16 Rauschen elektronischer Bauelemente;354
7.16.1;6.16.1 Grundbeziehungen und Widerstandsrauschen;354
7.16.2;6.16.2 Äquivalenter Rauschwiderstand;355
7.16.3;6.16.3 Rauschzahl und Rauschmaß;355
7.16.4;6.16.4 Rauschen von Feldeffekttransistoren;355
7.16.5;6.16.5 Rauschen bipolarer Transistoren;356
8;7 Analoge Schaltungen;358
8.1;7.1 Begriffsbestimmung;358
8.2;7.2 Analysemethoden;360
8.2.1;7.2.1 Vierpolanalyse (Zweitoranalyse);360
8.2.2;7.2.2 Knotenspannungsanalyse;369
8.2.3;7.2.3 Computergestützte Netzwerk-Analysen;371
8.3;7.3 Aktive Grundschaltungen;373
8.3.1;7.3.1 Begriffsbestimmung;373
8.3.2;7.3.2 Gegengekoppelte Schaltungen;374
8.3.3;7.3.3 Kopplungsarten bei mehrstufigen Verstärkern;379
8.3.4;7.3.4 Differenzverstärker;382
8.3.5;7.3.5 Leistungsendstufen;386
8.4;7.4 Operationsverstärker;390
8.4.1;7.4.1 Begriffsbestimmung und Übersicht;390
8.4.2;7.4.2 Kenngrößen;392
8.4.3;7.4.3 Grundschaltungen mit Operationsverstärkern;398
8.5;7.5 Filter;405
8.5.1;7.5.1 Übersicht;405
8.5.2;7.5.2 Aktive RC-Filter;406
8.5.3;7.5.3 SC-Filter;412
8.6;7.6 Oszillatoren;413
8.6.1;7.6.1 Begriffsbestimmung;413
8.6.2;7.6.2 RC-Oszillatoren;414
8.6.3;7.6.3 Quarzoszillatoren;416
8.7;7.7 Analog/Digital- und Digital/Analog-Umsetzer;418
8.7.1;7.7.1 Analog/Digital-Umsetzer;420
8.7.2;7.7.2 Digital/Analog-Umsetzer;428
9;8 Digitale Schaltungen;433
9.1;8.1 Begriffsbestimmung;433
9.2;8.2 Grundlagen der Schaltalgebra;435
9.2.1;8.2.1 Logische Funktionen;435
9.2.2;8.2.2 Rechenregeln;437
9.2.3;8.2.3 Minimierung;440
9.3;8.3 Logische Grundschaltungen;443
9.3.1;8.3.1 Logische Pegel;443
9.3.2;8.3.2 Integrierte Standard-Schaltkreise;444
9.4;8.4 Ausgewählte Bausteine für Schaltnetze;455
9.4.1;8.4.1 Komparatoren;455
9.4.2;8.4.2 Multiplexer und Demultiplexer;457
9.4.3;8.4.3 Codeumsetzer;459
9.4.4;8.4.4 Addierer und Subtrahierer;461
9.5;8.5 Elementare Kippschaltungen;465
9.5.1;8.5.1 Begriffsbestimmung und Übersicht;465
9.5.2;8.5.2 Bistabile Kippschaltungen (Flipflop);466
9.5.3;8.5.3 Schmitt-Trigger;473
9.5.4;8.5.4 Monostabile Kippschaltungen;475
9.5.5;8.5.5 Astabile Kippschaltungen;476
9.6;8.6 Komplexe Bausteine für digitale Systeme;478
9.6.1;8.6.1 Zähler;478
9.6.2;8.6.2 Frequenzteiler;483
9.6.3;8.6.3 Register;486
9.7;8.7 Halbleiterspeicher;490
9.7.1;8.7.1 Begriffsbestimmung und Übersicht;490
9.7.2;8.7.2 Schreib-Lese-Speicher (RAM);493
9.7.3;8.7.3 Festwertspeicher (ROM);499
9.7.4;8.7.4 Kombinierte Speicherschaltungen;505
9.8;8.8 Anwenderspezifische Schaltkreise (ASIC);507
9.8.1;8.8.1 Merkmale von ASIC-Strukturen;508
9.8.2;8.8.2 Einfache PLD;509
9.9;8.9 Ergänzende Informationen;518
9.9.1;8.9.1 Code-Arten;518
9.9.2;8.9.2 Zahlensysteme;520
9.9.3;8.9.3 Schaltkreis-Listen;522
9.9.4;8.9.4 Hardware-Beschreibungssprachen;523
10;9 Stromversorgungsschaltungen;529
10.1;9.1 Grundfunktionen konventioneller Netzteile;529
10.1.1;9.1.1 Gleichrichtung;530
10.1.2;9.1.2 Glättung und Siebung;534
10.2;9.2 Spannungsstabilisierung;539
10.2.1;9.2.1 Begriffsbestimmung;539
10.2.2;9.2.2 Erzeugung von Referenzspannungen;540
10.2.3;9.2.3 Stetige Gleichspannungsregelung;543
10.2.4;9.2.4 Unstetige Regelung mit Schaltregler;546
11;10 Elektrische Maschinen;557
11.1;10.1 Allgemeine Vorgaben;558
11.1.1;10.1.1 Klassifikation;558
11.1.2;10.1.2 Normen;562
11.2;10.2 Gleichstrommaschinen;565
11.2.1;10.2.1 Aufbau und Wirkungsweise;565
11.2.2;10.2.2 Betriebsverhalten;569
11.2.3;10.2.3 Drehzahlsteuerung;572
11.3;10.3 Drehstrom-Asynchronmaschinen;577
11.3.1;10.3.1 Aufbau und Wirkungsweise;577
11.3.2;10.3.2 Betriebsverhalten;581
11.3.3;10.3.3 Drehzahlsteuerung;588
11.3.4;10.3.4 Anlauf- und Bremsverfahren;594
11.3.5;10.3.5 Asynchronmotoren für Wechselstrombetrieb;600
11.4;10.4 Synchronmaschinen;603
11.4.1;10.4.1 Aufbau und Wirkungsweise;604
11.4.2;10.4.2 Betriebsverhalten der Vollpolmaschine;608
11.4.3;10.4.3 Spezielle Bauformen und Betriebsarten;616
11.5;10.5 Kleinmaschinen;626
11.5.1;10.5.1 Batterieversorgte Gleichstrommaschinen;627
11.5.2;10.5.2 Universalmotoren;628
11.5.3;10.5.3 Schrittmotoren;632
11.5.4;10.5.4 Elektronikmotor;635
12;Matlab-Programme;637
13;Abkürzungsverzeichnis zur Elektronik;639
14;Formelzeichenverzeichnis;643
15;Literaturverzeichnis;651
16;Sachwortverzeichnis;661
17;Schaltzeichen und ihre Bedeutung;690
